[发明专利]一种废旧棉再生纤维素悬浮液的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质材料技术领域，特别涉及一种废旧棉再生纤维素悬浮液的制备方法。

背景技术

21世纪以来，随着经济的快速发展，一次性能源的储量逐日递减，各国都在寻求以再生材料代替传统的化石材料。棉纤维是产量最高的天然纤维，随着纺织工业技术发展和纺织品使用周期的不断缩短，废旧纺织品数量不断攀升，每年有废弃棉高达数千万吨。只有少数国家开始着手废旧棉的回收利用，但大多数国家都将废旧棉当做垃圾焚烧填埋，造成环境污染和资源的极大浪费。物理回收方法是废旧棉回收常使用的一种方法，是指使用机械作用对废旧棉分解或者粉碎，废旧棉的化学结构不会被破坏，通过对其进行一系列的加工处理，例如消毒、净化、干燥、添加助剂等方式，重新作为纺织品原料进行生产。但这种方法不能回收混纺的纤维，对原料要求比较高。能量回收的方法是将废旧棉进行焚烧，转化为能量，可以用于火力发电，这种方法不能循环利用废旧棉，造成能源的浪费。

专利CN106146877A使用离子液体对废旧纺织品进行回收，能够制备优良的再生纤维素材料，但是离子液体成本高，不利于工业的生产。Shen等使用磷酸回收涤棉混纺织物用于制备葡萄糖(Shen F,Xiao W,Lin L,et al.Bioresource Technology,2013,130(1):248-255.)，但不涉及制备一种生物质材料并在导电油墨及复合材料上的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种废旧棉再生纤维素悬浮液的制备方法，通过对废旧棉进行溶解再生，通过机械作用制备再生纤维素悬浮液，产率高，回收率高，具有良好的流变性能和物理机械性能，可用于导电油墨的流变改性剂和复合材料的添加剂。

本发明的一种废旧棉再生纤维素悬浮液的制备方法，包括：

(1)将含纤维素的废旧棉以质量比1：4～200溶解于无机酸中，得到纤维素溶液；

(2)将步骤(1)得到的纤维素溶液加入去离子水中搅拌，然后离心清洗至pH＝6～8，得到再生纤维素；其中纤维素溶液与水的用量比为1：2～10；

(3)将步骤(2)得到的再生纤维素进行机械处理，得到废旧棉再生纤维素悬浮液。

所述步骤(1)中含纤维素的废旧棉的来源为含纤维素的废弃纺织品、废弃包装材料、废弃装饰材料或废旧棉花。

所述步骤(1)中的无机酸为磷酸，浓度为70～100％。

所述步骤(1)中溶解的工艺参数为：溶解温度为-20～70℃，溶解时间为1～48h。

所述步骤(3)中机械处理的工艺条件为：在转速为8000～12000rpm，压力为100～1000bar条件下进行均质处理。

所述步骤(3)得到的废旧棉再生纤维素悬浮液用作导电油墨的流变改性剂。

所述步骤(3)得到的废旧棉再生纤维素悬浮液用作复合材料的添加剂。

有益效果

(1)本发明使用溶解再生方法制备再生纤维素悬浮液，产率高，回收率高，对废旧棉回收效率高达80％，有效的减少了对资源的浪费。

(2)本发明制得的再生纤维素悬浮液具有良好的流变性能和物理机械性能，可用作导电油墨的流变改性剂，还可用作复合材料的添加剂，用于增强复合材料的热力学性能。

(3)本发明制得的再生纤维素悬浮液一方面可以解决废旧棉的回收问题，节约能源；另一方面可作为一种新的生物质材料，在导电油墨，复合材料等领域显现出巨大的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例1所制备的再生纤维素悬浮液宏观图片；

图2为本发明实施例1所制备的再生纤维素悬浮液TEM图片；

图3为本发明实施例1所制备的再生纤维素悬浮液的流变图片；

图4为本发明实施例2所制备的再生纤维素悬浮液用于导电油墨的流变图；

图5为本发明实施例3所制备的再生纤维素悬浮液用于复合材料的TG图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

(1)将1g含纤维素的废旧纺织品加入三口烧瓶中，加入100mL浓度为85％的磷酸，在0℃下搅拌12h进行溶解，得到纤维素溶液。